CN102808055A - 非熔损性高炉冷却壁在线修补的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了非熔损性高炉冷却壁在线修补的方法，该方法是先用工业内窥镜探明高炉冷却壁的损坏情况，将出现损坏的冷却水管从冷却循环水系统中撤离出来，连接到循环修补装置，形成小循环系统；加入清洗剂清洗冷却水管的垢层，然后加入清水置换清洗剂，再将修补剂送入小循环系统，输送至冷却壁损坏部位，不断循环，最终修补损坏部位；最后对修补的冷却水管进行打压、检漏，达到正常冷却壁运行要求后，修补结束。本发明的优点是：①在线修补高炉冷却壁，不影响正常生产；②在线量化检漏，可精确判断损坏冷却壁漏水量；③修补成本低，操作简单；④修补后的冷却壁导热性能好，不破坏原有结构，使其达到正常使用寿命。适用于生铁冶炼企业。

Description

非熔损性高炉冷却壁在线修补的方法

 

技术领域

本发明涉及生铁冶炼设备，进一步来说涉及高炉的冷却壁，尤其涉及其高炉已经损坏的冷却壁修补的方法。

背景技术

高炉是生铁冶炼工艺的主体设备，冷却壁则是高炉炉体结构重要组成部分。众所周知，冷却壁的作用有：（1）保护炉壳：在正常生产时，高炉炉壳只能在低于80℃的温度下工作，炉内传出的高温热量由冷却壁带走85%以上，只有约15%的热量通过炉壳散失；（2）对耐火材料的冷却和支承：高炉内耐火材料的表面工作温度高达1500℃左右，如果没有冷却壁，在很短的时间内耐火材料就会被侵蚀或磨损；通过冷却壁的冷却可提高耐火材料的抗侵蚀和抗磨损能力，还可对高炉内衬起支承作用，增加砌体的稳定性；（3）维持合理的操作炉型：使耐火材料的侵蚀内型线接近操作炉型，对高炉内煤气流的合理分布、炉料的顺行起到良好的作用；（4）当耐火材料大部分甚至全部被侵蚀后，冷却壁上的渣皮能继续维持高炉生产。可见，冷却壁工作状况是高炉寿命最重要影响因素之一，同时还严重影响着高炉生产的主要经济技术指标及操作安全。

通常情况下，高炉冷却壁在开炉一年半左右出现非熔损性或磨损性损坏。目前处理这种损坏形式的方法有：1.断水灌浆法；2.减水养护法；3.穿管再生法；4.更换法。例如中国专利申请件CN1372008号《高炉冷却壁水冷管修复法》、CN1818077号《炼铁高炉冷却壁水管检漏堵漏技术》、CN101550462号《一种高炉冷却壁水冷却系统修复方法》、CN102534078A号《一种高炉冷却壁冷却水管替换方法》等等。这些方法都存在一些缺点，要么不能从根本上解决问题，要么就是必须休风更换，损失巨大。   

发明内容

本发明的目的是提供非熔损性高炉冷却壁在线修补的方法，以实现炼铁高炉冷却壁非熔损性损坏的在线修补，延长高炉寿命。

发明人在长期实践中，发现炼铁高炉冷却壁的非熔损性损坏主要原因有：①水管根部由于炉壳和冷却壁热膨胀的量不同，产生上下方向的剪切力使其断裂；②高炉不断强化，热流量过大，冷却壁不能承受烧坏冷却壁；③冷却水中含有较高的钙、镁碳酸盐，形成水垢，导热性能差，烧坏冷却壁；④操作炉温波动大，破坏冷却壁渣皮，造成热流量过大，烧坏冷却壁；⑤冷却壁铸造质量不好，急冷急热造成断裂。

发明人利用隐蔽空间窥视技术，将工业内窥镜从冷却壁进水或出水口伸入，观察冷却壁损坏情况，发现开炉投产4～6年的高炉，冷却壁的损坏90%以上不属于磨损或熔损，多数是由于冷却壁和炉壳受热不均匀而产生应力相互挤压，剪断炉壳和冷却壁之间的冷却管，产生裂缝而损坏，这种损坏极为非熔损性损坏。

对于高炉冷却壁的非熔损性损坏，发明人研究的在线修补的方法是：

⑴ 用工业内窥镜探明高炉冷却壁的冷却水管损坏部位及损坏情况；并用检漏装置对损坏冷却水管进行检漏，计算出泄漏量；

⑵ 设计一台由循环泵、换热片、药剂室、液位计、连接管、压力表和排污阀组成的循环修补装置；

⑶ 选用一种在高温、高压及水、煤气状态下能够在冷却水管裂缝处聚集、粘接、固化并密封的修补剂；

⑷ 将出现非熔损性损坏的冷却水管从冷却循环水系统中撤离出来，连接到循环修补装置的修补剂进出口，形成小循环系统；

⑸ 在小循环系统中加入清洗剂对损坏冷却壁进行酸洗，洗净内部垢层，打开排污阀同时加入清水将清洗剂置换完毕，关闭排污阀；

⑹ 之后，将选用的修补剂送入小循环系统，通过循环修补装置输送至冷却壁损坏部位，不断循环，达到最终修补损坏部位的目的；

⑺ 对修补的冷却壁冷却水管进行打压、检漏装置检漏检验达到正常冷却壁运行要求后，修补结束。

上述⑴中所述工业内窥镜和的检漏装置为常规的设备；所述计算泄漏量的方法是根据损坏部位漏水而造成液位下降的速度和压力关系计算出单位时间漏水量。

上述⑶中所述修补剂为市售的用于汽车水箱修补的修补剂产品。

上述⑸中所述清洗剂是占总体积10％～15％盐酸溶液、占总体积1％缓蚀剂和水的混合物。

上述⑺中所述打压与检漏均为常规的检测手段。

本发明的优点是：①在线修补高炉冷却壁，不影响高炉正常生产；②在线量化检漏，可精确判断损坏冷却壁漏水量，从而制定处理措施；③修补成本低，操作简单；④修补后的冷却壁导热性能好，不破坏原有结构，并可多次修补，直至该冷却壁熔损或磨损，使其真正达到正常使用寿命。适用于生铁冶炼企业。

附图说明

图1为损坏冷却壁示意图，图2为修补装置工艺流程示意图，图3为换热器的列管示意图。

图中：1为换热器，2为循环泵，3为连接管，4为换热水进口，5为换热水出口，6为修补剂进口，7为修补剂出口，8为压缩空气进口，9为损坏的冷却壁，10为损坏部位。

具体实施方式

实施例：某生铁冶炼企业采用本发明方法对其二号高炉的冷却壁3处非熔损性损坏的冷却水管进行修补。

首先用工业内窥镜探明高炉冷却壁的冷却水管损坏部位及损坏情况，明确该损坏属于非熔损性损坏，并用检漏装置对损坏冷却水管进行检漏，计算出漏水量，计算泄漏量的方法是根据损坏部位漏水、液位下降速度和压力关系计算出单位时间漏水量； 具备修补价值的损坏冷却壁，在小循环系统中加入清洗剂，清洗剂是占总体积10％～15％盐酸溶液、占总体积1％缓蚀剂和水的混合物，对损坏冷却壁进行酸洗，洗净管内垢层；打开排污阀同时加入清水将清洗剂置换完毕，关闭排污阀；接着将原来用于汽车水箱的修补剂送入小循环系统，通过循环修补装置输送至冷却壁损坏部位，不断循环；根据温度上升情况调剂冷却换热水量，根据液位下降情况（即冷却壁漏水量）调剂修补剂浓度，直至液位停止下降为修补成功；监控温度和液位的变化情况运行修补装置36h，使聚集在损坏部位的药剂固化，最后对所修补冷却壁经过检漏装置检漏，进行排水头点火及打压试漏显示，合格后停止修补；将修补好的冷却水管接回冷却循环水系统。

冷却壁在线修补情况比较

损坏冷却壁编号	七段10号	七段13号	七段20号
				修补前水头情况	水头发白，排水点着瓦斯火	水头发白，排水点着瓦斯火	水头发白，排水点着瓦斯火
修补前漏水量	10kg/h	40 kg/h	50 kg/h
				修补前处理方法	减水至不断流	减水至不断流	减水至不断流
损坏情况	非熔损或磨损性损坏	非熔损或磨损性损坏	非熔损或磨损性损坏
				修补后检验情况	水头发白消失，排水头正常，上压0.7Mpa，稳压30分钟	水头发白消失，排水头正常，上压0.7Mpa，稳压30分钟	水头发白消失，排水头正常，上压0.7Mpa，稳压30分钟
修补后漏水量	0 kg/h	0 kg/h	0 kg/h
				修补后处理方法	全部恢复通水	全部恢复通水	全部恢复通水

修复后的冷却壁恢复正常通水，跟踪经过修补的冷却壁运行情况3年，至今未出现异常。

 

该公司推广本发明技术到各炼铁高炉，按目前三座高炉冷却壁损坏情况分析，平均每月损坏冷却壁（含凸台）13块，13块损坏冷却壁中85％可以修复，冷却壁按现在的市场价5800元/t，平均每块冷却壁自重2t。减去修复每块冷却壁的材料成本0.15万元，管理费用0.01万元，

年增效益：（13×85%×5800×2－1600）×12＝151万元

如果冷却壁经多次修复在过去平均使用寿命10年的基础上增加5年，20年下来相当于免费再建了一座高炉。所以每年间接经济效益500万元左右。与其它方法相比，不需休风、完全杜绝漏水对高炉生产的影响、有利于保持合理炉型。

Claims (4)

1. 非熔损性高炉冷却壁在线修补的方法，其特征是：

⑴ 用工业内窥镜探明高炉冷却壁的冷却水管损坏部位及损坏情况；并用检漏装置对损坏冷却水管进行检漏，计算出泄漏量；

⑵ 设计一台由循环泵、换热片、药剂室、液位计、连接管、压力表和排污阀组成的循环修补装置；

⑶ 选用一种在高温、高压及水、煤气状态下能够在冷却水管裂缝处聚集、粘接、固化并密封的修补剂；

⑷ 将出现非熔损性损坏的冷却水管从冷却循环水系统中撤离出来，连接到循环修补装置的修补剂进出口，形成小循环系统；

⑸ 在小循环系统中加入清洗剂对损坏冷却壁进行酸洗，洗净内部垢层，打开排污阀同时加入清水将清洗剂置换完毕，关闭排污阀；

⑹ 之后，将选用的修补剂送入小循环系统，通过循环修补装置输送至冷却壁损坏部位，不断循环，达到最终修补损坏部位的目的；

⑺ 对修补的冷却壁冷却水管进行打压、检漏装置检漏检验达到正常冷却壁运行要求后，修补结束。

2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于⑴中所述工业内窥镜和的检漏装置为常规的设备；所述计算泄漏量的方法是根据损坏部位漏水而造成液位下降的速度和压力关系计算出单位时间漏水量。

3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于⑶中所述修补剂为市售的用于汽车水箱修补的修补剂产品。

4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于⑸中所述清洗剂是占总体积10％～15％盐酸溶液、占总体积1％缓蚀剂和水的混合物。

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